Algoritmo di collision avoidance per robot industriali in presenza di ostacoli dinamici

La pianificazione del moto per robot industriali in ambienti complessi rappresenta una sfida chiave per l’automazione avanzata. In questa tesi si sviluppa un algoritmo, realizzato in ambiente MATLAB, per la generazione e l’ottimizzazione di traiettorie di un robot seriale a 6 assi, impiegato per spostarsi tra due pezzi evitando collisioni. I due pezzi vengono modellati tramite Swept Sphere Volumes (SSV), e il robot deve attraversare una serie di via points nello spazio cartesiano, mantenendo una distanza di sicurezza sia dagli oggetti statici sia da ostacoli dinamici in movimento all’interno dell’area operativa. Il metodo proposto unisce due approcci complementari: da un lato, l’uso di via points e grafi per individuare un percorso ottimizzato che minimizzi i tempi di spostamento, sfruttando algoritmi come Dijkstra; dall’altro, un sistema di collision avoidance che agisce nello spazio dei giunti, intervenendo in presenza di interferenze rilevate tra i link robotici (modellati con SSV) e ostacoli (racchiusi in Oriented Bounding Boxes – OBB). Quando si verificano cambiamenti dinamici nell’ambiente, ad esempio ostacoli mobili tra i due pezzi, l’algoritmo è in grado di ricalcolare in tempo reale una traiettoria sicura, nel rispetto dei vincoli cinematici e dei limiti articolari del robot. L’obiettivo finale è ottenere un sistema efficiente e reattivo, capace di generare traiettorie fluide e prive di collisioni in ambienti complessi, con applicazioni nei contesti produttivi ad alta variabilità, come manipolazione flessibile, assemblaggio automatizzato o lavorazioni robotizzate.